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8/18/2019 Esercizi Ripasso Sul Capitolo Solubilita

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UNIVERSITA’ DI PAVIA – FACOLTA’ DI FARMACIA

ANNO ACCADEMICO 2014-15CORSO DICHIMICA FARMACEUTICA APPLICATA

(Prof. Carla Caramella)

LA SOLUBILITÀ DEI FARMACI IN MEZZI ACQUOSI

ESERCIZI DI RIPASSO



Problema n.1

2



3

Una bustina di zucchero per una tazzina di caffè contiene 5 g di sostanza

Se in una beuta uniamo il contenuto di una bustina dizucchero a 95 g di acqua distillata (in pratica 95 mLprelevati con un cilindro graduato dato che 95 mL≈ 95cm3 ≈ 95 g assumendo unitaria la densitàdell’acqua ing/cm3), tutto lo zucchero si scioglie e la soluzione risulta

al … . (w/w).

Se mettiamo il contenuto di una bustina di zucchero in unpalloncino tarato da 100 mL e portiamo a volume conacqua distillata, otteniamo una soluzione al… . (w/v).



4

Con riferimento all’esempio precedente, conoscendo il PM delsaccarosio… .

M(C12H22O11) = 342,30 g/mol

-D-glucopiranosil-b-D-fruttofuranosio

Soluzione satura in presenza di corpo di fondo



5

Calcolare la Molarità (M) della soluzione al 5% (w/w)

Calcolare la Molalità (m) della soluzione al 5% (w/w)

Calcolare la concentrazione in frazione molare dellasoluzione al 5% (w/w)



6

Problema n.2Il naprossene è più solubile in soluzione acquosa a pH acido, basico o neutro?


L’aggiunta di una soluzione acquosa di NaOH …aumenta/diminuisce ……..la solubilità. L’aggiunta di una soluzione acquosa di HCl …aumenta/diminuisce ……….la solubilità.



7

Un antinfiammatorio non steroideo (massa molare 228,19 g mol-1, K a=1,5·10-5)

presenta la minima solubilità (3,2·10-3 g L-1) in soluzione acquosa a pH 2.Calcolare la solubilità molaredel farmaco in soluzione acquosa a pH 6,3.

Problema n.3



8

Calcolare la solubilità molaredella procaina (M(C13H20N2O2) = 236,30 g mol-1

)a pH 6,5 sapendo che il farmaco presenta pK a = 8,15 e il minimo valore disolubilità di 8,0.10-5 mol L-1 a pH 9.

Problema n.4



9


La procaina è più solubile in soluzione acquosa a pH acido, basico o neutro?

L’aggiunta di una soluzione acquosa di NaOH …aumenta/diminuisce ……..la solubilità. L’aggiunta di una soluzione acquosa di HCl …aumenta/diminuisce ……….la solubilità.

Problema n.5



10

Qual è il pH al di sotto del quale il sulfamidico comincia a precipitare d questasoluzione?

Si prepara una soluzione 4.10-2 molare del sale di sodio di un sulfamidico (pK a =6,48, solubilità intrinseca 3,07.10-4 mol L-1).

Il pH della soluzione è acido, basico o neutro?

Problema n.6



11

Calcolare la percentuale molaredi clordiazepossido, una benzodiazepina pocosolubile in acqua con massa molare = 299,76 g mol-1, pK a 5,8 e S0 (determinatasperimentalmente in mezzo acquoso a pH 8,5 e 25 °C) = 2,0·mg mL-1, presentecome base libera (cioè indissociata) in una soluzione del suo sale a pH 7.

Problema n.7



12

La solubilità in acqua di un solido è legata alla possibilità di solvatazione delle sueunità costituenti (molecole o ioni).Nel caso di composti organici non elettroliti la solvatazione interessaesclusivamente le molecole (interazione dipolo-dipolo tra i gruppi ossidrilici e lemolecoled’acqua che idratano le molecole organiche portandole in soluzione).

-D-glucopiranosil-b-D-fruttofuranosio

La solubilità del saccarosio in acqua a 20°C è del 65% in peso (65 g in 100 g disoluzione).

Terpineolo

La solubilità del terpineolo in acqua a 25 °C è1,98 g/L (0,198 g/100 mL).

M(C12H22O11) = 342,30 g/mol M(C10H18O) = 154,25 g/mol

Per quale motivo il terpene è molto meno solubile in acqua dellozucchero?

Problema n.8



13

C’è differenza di volume tra unasoluzione 0,1 M e una soluzione0,1 m contenenti la stessa massadello stesso soluto nello stessosolvente alla stessatemperatura?

Problema n.9



14

Calcolare la concentrazione molaredi un soluto di formula molecolare C2H6O

(M(C2H6O) = 46,07 g/mol) in una soluzione acquosa che ne contiene disciolti 2,30 gin 3,50 L di soluzione.

Problema n.10



15

Calcolare la solubilità teorica dei sali delclordiazepossido (base debole, M(C16H14ClN3O) = 299,57g mol-1 con pK a dell’acido coniugato = 4,80 e solubilitàintrinseca 2,0 mg mL-1) riportati in tabella con i valori dipH delle rispettive soluzioni sature. Riempire terzacolonna.

Dall’equazione Sb = (1+K a/[H+]) √K sp

dove K sp è il prodotto di solubilità del sale presente come

corpo di fondo, si possono ottenere i valori nella terzacolonna.Sale delclordiazepossido

pH della soluzionesatura

Solubilità (mg mL -1)

Maleato 3,36 ……

Tartrato 3,90 …… Benzoato 4,50 ……

La solubilità del sale condiziona la concentrazione massima del farmaco che sipuò realizzare in una soluzione acquosa.

Problema n.11



16

Confronto di acidi deboli

E’ più forte l’acido acetico(K a,Ac = 1,75x10-5) o l’acido benzoico(K a,Benz = 6,30x10-5)?

VerificaIl pH di una soluzione 0,1 M di acido acetico (K a,Ac = 1,75x10-5, pK a,Ac = 4,76) è 2,88.La percentuale di acido acetico dissociata è:

Il pH di una soluzione 0,1 M di acido benzoico è 2,6.La percentuale di acido benzoico dissociata risulta:

Problema n.12



17

Dato che pK a = - log K a, il pK a dell’acido più forte (K a,Benz = 6,30x10-5;pK a,Benz = 4,2) risulta più basso di quellodell’acido più debole (K a,Ac =1,75x10-5; pK a,Ac = 4,76).

Quindi la risposta a una domanda relativa a farmaci di natura acida deboletipo “E’ più forte come acidol’aspirina (pK a,asp = 3,5) o la Vitamina C(pK a,vit C = 4,3)?” sarà senz’alcun dubbio ....................

Problema n.13



18

E’ più forte come basel’ammoniaca (NH4+ = NH3 + H+, K NH4+ = 5,75x10-10) o l’anilina (C6H5NH3

+ = C6H5NH2 + H+, K C6H5NH3+ = 2,51 x 10-5)?

Confronto di basi deboli

Problema n.14



19

In termini di pK a dell’acido coniugato (K a,NH4+ = 5,75x10-10, pK a,NH4+ = 9,24;K a,C6H5NH3+ = 2,51 x 10-5, pK a,C6H5NH3+ = 4,601), la base più forte è quella il cuiacido coniugato presenta un pK a maggiore.

Quindi la risposta a una domanda relativa a farmaci di natura basica debole tipo“E’ più forte come basel’eritromicina (pK a,eritr = 8,8) ol’anfetamina (pK a,anfet =9,8)?” sarà senz’alcun dubbio “ ..............................” .

Problema n.15

P bl 16



20

Il naprossene (solubilità in acqua a temperatura ambiente < 3x10-3 M) è piùsolubile in soluzione acquosa a pH acido, basico o neutro?

L’atropina (solubilità in acqua 2,2 g/L a 20 °C) è più solubile in soluzione acquosaa pH acido, basico o neutro?

NOTA. La solubilità di un elettrolita debole scarsamente idrosolubile aumentanelle condizioni di pH che favoriscono la sua dissociazione.

Problema n.16



21

Il sobrerolo (solubilità in acqua 16,8 g/L a 25 °C) è più solubile in soluzione

acquosa a pH acido, basico o neutro?

Problema n.17

P bl 18 T b ll di tili



22

Farmaci Acidi pKa

acetazolamide 7,2

acido acetilsalicilico 3,5

acido ascorbico 4,3

ac.2,4-diclorofenossiacetico 2,6

ac. salicilico 3,0

amobarbital 7,7

barbital 7,91

clorpropamide 4,8

etosuccimide

9,3

fenobarbital 7,2

furosemide 3,8

idroclorotiazide 7,9

indometacina 4,5

metotrexate 5,5

pentobarbital 8,2 probenecid 3,4

sulfadiazina 6,48

teofillina 8,75

tiopentale 7,6

tolbutamide 5,3

valproato di sodio 4,8

Farmaci basici pKa

aloperidolo 8,7

anfetamina 9,8

eritromicina 8,8

amitriptilina 9,4

atropina 9,8

chinidina 8,4

chinina 8,4

clonidina 8,25

morfina 8,05

triamterene 6,2

codeina 7,95

diazepam 3,3

difenidramina 8,3

efedrina 9,36

procaina 8,8

procainamide 9,2

fenitoina 8,3

reserpina 6,6

imipramina 9,5

ketamina 7,5

lidocaina 7,9

Problema n.18 -Tabelle di utilizzo



23

E’ più forte come acidol’aspirina o la Vitamina C?

E’ più forte come basel’eritromicina o l’anfetamina ?

Calcolare la percentuale indissociata di diazepan in una soluzione a un pH 6.8.

Problema n.18

Calcolare la percentuale indissociata di furosemide in una soluzione a un pH6.8.

Problema n 19



24

A quale valore di pHè possibile formulare una soluzione contenente 60 mg dicodeina (M(C18H21NO3) = 299,4 g mol-1, K a = 1,12.10-8, solubilità intrinseca =0,0278 M) in 5 mL?

Problema n.19

Problema n 20



25

Il naprossene (K a 7,08.10-5, solubilità intrinseca 1 25 °C0,93.10-5 M) che solubilità presenta in tampone pH 7,4?

Calcolare la concentrazione di legante necessaria per realizzare in acqua la stessasolubilità del farmaco a pH 7,4.

Il naprossene dà con gamma-ciclodestrina in acqua a 25 °C un diagramma disolubilità di fase di tipo AL caratterizzato dall’equazione St = 0,55 Lt + 0,93.10-5

Problema n.20

Problema n 20 segue



26

Stimare la costante di stabilità del complesso di inclusione del naprossene ingamma-ciclodestrina.

Stabilire se la reazione di complessazione è favorita dal punto di vistatermodinamico.

A questo scopo si stima la variazione di energia libera standard della reazione dicomplessazione a 25 °C dalla relazione G0 = - R T ln K st

Il segno negativo della variazione di energia libera standard dimostra che lareazione è………… ...

Problema n.20 segue

Problema n 21



27

(1) Calcolare la quantità totale di un farmaco di natura acida HA (K a = 6,3 x 10-5) disciolto

in una soluzione tampone a pH 6 se la sua solubilità intrinseca è 0,028 M.Soluzione:

(2) Calcolare inoltre il pH al quale questo farmaco comincia a precipitare come acidolibero da una soluzione del suo sale sodico 0,035 M.Soluzione:

Può essere opportuno abbassare questo valore, ad es. per la somministrazione della

soluzione, senza però andare al di sotto del pH critico al quale precipital’acido libero.

Problema n.21

Problema n 22



28

Calcolare il pH più alto al quale può essere mantenuta in soluzione una forma iniettabiledi diamorfina (pK a = 7,60, S0,b = 0,59 mg mL-1) contenente 10 mg mL-1 di farmaco.Soluzione:

NOTA. La solubilità del farmaco libero (solubilità intrinseca) e il pK a fissano il limite dipH (massimo per una farmaco di natura basica e minimo per un farmaco di natura acida)al quale è possibile formulare una soluzione del farmaco stesso.

Può essere opportuno aumentare questo valore, ades. per la somministrazione della soluzione, senzaperò andare al di sopra del pH critico al qualeprecipita la base libera.

Problema n.22

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